5.4 混凝土的强度（课件）- 《建筑材料》同步教学（重庆大学·2023）

5.4 混凝土的强度 混凝土强度的种类： 混凝土强度 抗拉强度 抗剪强度 抗压强度 握裹强度 轴心抗压强度 立方体抗压强度 钢筋与混凝土的粘结强度 注：混凝土以抗压强度最为重要。一方面因为承压是混凝土最 基本的受力状态；另一方面抗压强度是混凝土质量评价的 基本依据。 （1）混凝土的立方体抗压强度与强度等级 立方体抗压强度：是指按标准方法制作的，标准尺寸为150mm×150mm×150mm的立方体试件，在标准养护条件下(温度20±3℃，相对湿度为90%以上)，养护到28d进行抗压强度试验，用标准试验方法测得的抗压强度称为混凝土立方体抗压强度。用fcu,k表示。 当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表： 试件种类 试件尺寸 mm 粗骨料最大粒径，mm 换算系数 标准试件 150×150×150 40 1.00 非标准 试 件 100×100×100 31.5 0.95 200×200×200 63 1.05 混凝土强度等级： 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010规定，混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 、C65 、C70 、C75 、C80。 混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度计算取值、混凝土施工质量控制和工程验收的依据。 C30 “C”代表“混凝土concrete” “30”代表fcu,k＝30.0MPa （2）混凝土的轴心抗压强度 在实际结构中，钢筋混凝土受压构件大部分为棱柱体或圆柱体（如柱子），为更真实地反映实际工程中混凝土构件的受力特点，在钢筋砼结构计算中，计算轴心受压构件时都是采用轴心抗压强度作为依据。 F F 采用150mm×150mm×300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为0～55MPa范围内fcp=（0.7～0.8）fcu 。在结构设计计算时，一般取 fcp ＝ 0.76 fcu。 非标准尺寸的棱柱体试件的截面尺寸为100mm×100mm和200mm×200mm，测得的抗压强度值应分别乘以换算系数0.95和1.05。 （2）混凝土的轴心抗压强度 （3） 影响混凝土强度的主要因素 水泥强度等级与水灰比 骨料种类及级配 养护条件（温度和湿度） 龄 期 施工的影响 a. 水泥强度等级与水灰比 水泥强度等级和水灰比是影响混凝土强度的决定性因素。 试验证明： 在水灰比相同的情况下， 在水泥强度等级相同的情况下， 水泥标号越高，胶结力越强，混凝土的强度越高； 混凝土的强度随水灰比的增大而有规律的降低。 大量试验结果表明，在原材料一定的情况下，混凝土28d龄期抗压强度(fcu)与水泥实际强度(fce)及水灰比(W/C)之间的关系符合下列经验公式(又称鲍罗米公式)： fce为水泥28d实测抗压强度。如无实测强度时，可用下式代入 式中ΥC为水泥强度值的富余系数，由水泥生产质量来决定，一般可取1.06～1.25。 回归系数选用表 系数 碎石 卵石 αa 0.46 0.48 αb 0.07 0.33 1. 某工地采用42.5级普通水泥拌制卵石混凝土，已知所用水灰比为0.56。问此混凝土能否达到C25级混凝土要求。 例 题 2. 若已知该混凝土强度为20MPa，采用强度等级32.5（富余 系数1.10）的普通水泥和碎石配制而成，试估算所用的水 灰比。 b. 骨料种类及级配的影响 碎石形状不规则，表面粗糙，与水泥石的粘结强度较高； 卵石呈圆形或椭圆形，表面光洁，与水泥石的粘结强度较低； 在水泥石强度及其它条件相同时，碎石骨料混凝土的强度高于 卵石骨料混凝土的强度； 骨料颗粒级配越好，所配制混凝土的密实度越高，强度也就越高。 c. 养护温度及湿度的影响 在保证足够湿度时，温度越高，水泥凝结硬化越快，早期强度越高；反之，在低温下混凝土强度发展迟缓，当温度低至0℃以下时，具有冰冻破坏的危险。 湿度适当，水泥水化反应顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。 浇筑完毕后，须加强养护，保持适当的温、湿度，以保证凝结硬化。 c. 养护温度及湿度的影响 图4.20 养护温度对混凝土强度的影响 图4.21 混凝土强度与保湿养护时间的关系 常见的混凝土养护有以下几种： 1) 自然养护 混凝土在自然条件下于一定时间内使混凝土保持湿润状态的养护。包括洒水养护和喷涂薄膜养护两种。 2) 标准养护 将混凝土放在(20±3)℃，相对湿度为90%以上的标准养护室或在(20±3)℃的不流动的Ca(OH)2饱